本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及水泥中方鎂石水化程度的測定方法。

背景技術(shù)：

經(jīng)高溫鍛燒的方鎂石水化作用很緩慢，在生成氫氧化鎂過程中引起的體積膨脹出現(xiàn)得較遲。廣大科技人員根據(jù)大體積混凝土的特點(diǎn)，經(jīng)過30多年的研究，提出采用MgO混凝土技術(shù)，利用MgO混凝土自身的延遲微膨脹特性，使混凝土在溫降過程中產(chǎn)生體積膨脹，補(bǔ)償溫降收縮，提高混凝土的抗裂能力，以實(shí)現(xiàn)全部或大部分取消大體積混凝土預(yù)冷骨料、加冰拌合、預(yù)埋冷卻水管、分縫分塊等傳統(tǒng)溫控措施，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、快速、經(jīng)濟(jì)澆筑大體積混凝土的目的，因此，高鎂水泥得到研究和推廣應(yīng)用。

水泥中方鎂石水化程度可在一定程度上評價水泥水化到某一齡期時是否存在MgO的安定性問題。通常借助方鎂石質(zhì)量百分含量含量的測定方法間接計(jì)算方鎂石的水化程度。因此，準(zhǔn)確定量水泥或水化產(chǎn)物中方鎂石的質(zhì)量百分含量含量顯得尤為重要。然而，由于測定過程中固溶態(tài)氧化鎂對方鎂石的測定存在干擾，至今國際上有關(guān)水泥熟料中方鎂石的定量測定還沒有標(biāo)準(zhǔn)可循。目前國內(nèi)外應(yīng)用較為普遍的方鎂石定量方法化學(xué)方法主要有BT法、ANM法、TK法等，但這些方法在萃取過程中均不能完全分離固溶態(tài)MgO，即不能有效區(qū)分固溶MgO和方鎂石的質(zhì)量百分含量含量。除化學(xué)方法以外，方鎂石定量方法還有電導(dǎo)法、XRD方法等等。電導(dǎo)法容易受溫度、濃度、電壓、電流、兩電極間距以及電極插入深度等因素的影響，電導(dǎo)率測量值誤差較大，使測量的方鎂石質(zhì)量百分含量含量偏離真值較大；XRD方法同樣存在X射線衍射儀系統(tǒng)誤差、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制、純物相的選取等等因素的影響，同樣使測量的方鎂石質(zhì)量百分含量含量偏離真值較大，測量結(jié)果可信度偏低。這些方法不同程度地影響方鎂石質(zhì)量百分含量含量的測定真值，進(jìn)而導(dǎo)致水泥中方鎂石水化程度評價偏差較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種水泥中方鎂石水化程度的測定方法，本發(fā)明方法可以精確、有效地測定水泥中方鎂石水化程度，便于更準(zhǔn)確地評價高鎂水泥水化到某一齡期時是否存在MgO的安定性問題。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種水泥中方鎂石水化程度的測定方法，包括以下步驟：

(1)制備待測水泥水化物：選取水化到規(guī)定齡期的水泥凈漿試體內(nèi)部新鮮的試塊進(jìn)行粉磨、混勻，取至少3等份作為待測水泥水化物；

(2)制備混合凈漿待測樣和待測凈漿待測樣：將1份待測水泥水化物、方鎂石基準(zhǔn)物質(zhì)、水按照a:1:b的重量比混合攪拌均勻，制得混合凈漿樣品并養(yǎng)護(hù)后脫模得到第一試塊；將1份待測水泥水化物與水按照a:b的重量比混合攪拌均勻，制得待測凈漿樣品養(yǎng)護(hù)后脫模得到第二試塊；其中a值在9～24之間，b值在3～10之間；

將所述的第一試塊和第二試塊分別進(jìn)行壓蒸得到混合凈漿待測樣和待測凈漿待測樣；

(3)采用熱重分析法分別測定混合凈漿待測樣和待測凈漿待測樣在300℃～390℃范圍內(nèi)的失重百分?jǐn)?shù)，根據(jù)公式(Ⅰ)計(jì)算待測水泥水化物中方鎂石的總質(zhì)量百分含量，其中Mg(OH)₂的質(zhì)量百分含量換算為MgO的質(zhì)量百分含量計(jì)入；

其中：ω為待測水泥水化物中方鎂石的質(zhì)量百分含量；

ω₁為混合凈漿待測樣在300℃～390℃范圍內(nèi)的失重百分?jǐn)?shù)；

ω₂為待測凈漿待測樣在300℃～390℃范圍內(nèi)的失重百分?jǐn)?shù)；

(4)采用熱重分析法測定待測水泥水化物在300℃～390℃范圍內(nèi)的失重百分?jǐn)?shù)，將其換算為MgO的質(zhì)量百分含量，作為待測水泥水化物中已水化的方鎂石質(zhì)量百分含量；計(jì)算公式為公式(Ⅱ)

其中：ω₃為待測水泥水化物在300℃～390℃范圍內(nèi)的失重百分?jǐn)?shù)；

ω₄為待測水泥水化物中已水化的方鎂石質(zhì)量百分含量；

(5)水化到規(guī)定齡期時水泥中方鎂石的水化程度按公式(Ⅲ)計(jì)算得出。

其中：α為水化到規(guī)定齡期時水泥中方鎂石的水化程度；

ω₄為待測水泥水化物中已水化的方鎂石質(zhì)量百分含量；

ω為待測水泥水化物中方鎂石的質(zhì)量百分含量。

進(jìn)一步的，所述的待測水泥水化物、混合凈漿待測樣和待測凈漿待測樣分別做至少3次平行測定取平均值。

進(jìn)一步的，所述的將所述的第一試塊和第二試塊分別進(jìn)行壓蒸得到混合凈漿待測樣和待測凈漿待測樣包括如下步驟：第一試塊和第二試塊分別在水中沸煮3～5小時，然后在210℃～220℃溫度和/或1.8～2.2MPa壓力下壓蒸3～5小時；剔除試塊外側(cè)部分，并選取內(nèi)部新鮮的試塊進(jìn)行粉磨得到混合凈漿待測樣和待測凈漿待測樣。

進(jìn)一步的，步驟(2)中所述養(yǎng)護(hù)的時間為24小時～72小時。

進(jìn)一步的，所述的方鎂石基準(zhǔn)物質(zhì)有效組分為氧化鎂，細(xì)度為45μm～80μm。

借由上述方案，本發(fā)明方法至少可以達(dá)到如下效果：

本發(fā)明的測定水泥中方鎂石水化程度的方法可以避免水泥中固溶態(tài)氧化鎂的干擾，精確性高，便于更準(zhǔn)確地評價高鎂水泥水化到不同齡期時是否存在MgO的安定性問題。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

一種水泥中方鎂石水化程度的測定方法，包括以下步驟：

(1)制備待測水泥水化物：選取水化到規(guī)定齡期的水泥凈漿試體內(nèi)部新鮮的試塊進(jìn)行粉磨、混勻，取至少3等份作為待測水泥水化物；

(2)制備混合凈漿待測樣和待測凈漿待測樣：將1份待測水泥水化物、方鎂石基準(zhǔn)物質(zhì)、水按照a:1:b的重量比混合攪拌均勻，制得混合凈漿樣品并養(yǎng)護(hù)后脫模得到第一試塊；將1份待測水泥水化物與水按照a:b的重量比混合攪拌均勻，制得待測凈漿樣品養(yǎng)護(hù)后脫模得到第二試塊；其中a值在9～24之間，b值在3～10之間；

將所述的第一試塊和第二試塊分別進(jìn)行壓蒸得到混合凈漿待測樣和待測凈漿待測樣；

(3)采用熱重分析法分別測定混合凈漿待測樣和待測凈漿待測樣在300℃～390℃范圍內(nèi)的失重百分?jǐn)?shù)，根據(jù)公式(Ⅰ)計(jì)算待測水泥水化物中方鎂石的總質(zhì)量百分含量，其中Mg(OH)₂的質(zhì)量百分含量換算為MgO的質(zhì)量百分含量計(jì)入；

其中：ω為待測水泥水化物中方鎂石的質(zhì)量百分含量；

ω₁為混合凈漿待測樣在300℃～390℃范圍內(nèi)的失重百分?jǐn)?shù)；

ω₂為待測凈漿待測樣在300℃～390℃范圍內(nèi)的失重百分?jǐn)?shù)；

(4)采用熱重分析法測定待測水泥水化物在300℃～390℃范圍內(nèi)的失重百分?jǐn)?shù)，將其換算為MgO的質(zhì)量百分含量，作為待測水泥水化物中已水化的方鎂石質(zhì)量百分含量；計(jì)算公式為公式(Ⅱ)

其中：ω₃為待測水泥水化物在300℃～390℃范圍內(nèi)的失重百分?jǐn)?shù)；

ω₄為待測水泥水化物中已水化的方鎂石質(zhì)量百分含量；

(5)水化到規(guī)定齡期時水泥中方鎂石的水化程度按公式(Ⅲ)計(jì)算得出。

其中：α為水化到規(guī)定齡期時水泥中方鎂石的水化程度；

ω₄為待測水泥水化物中已水化的方鎂石質(zhì)量百分含量；

ω為待測水泥水化物中方鎂石的質(zhì)量百分含量。

本發(fā)明的采用“壓蒸試驗(yàn)”方法，可以保證待測水泥水化物中方鎂石的完全水化；采用“壓蒸試驗(yàn)和熱重分析法相結(jié)合”方法，可以有效避免待測水泥水化物中固溶態(tài)氧化鎂的干擾。本發(fā)明的水泥中方鎂石水化程度的測定方法精確性高，便于更準(zhǔn)確地評價高鎂水泥水化到不同齡期時是否存在MgO的安定性問題。

上述方案已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)水泥中方鎂石水化程度的測定，在此基礎(chǔ)上給出優(yōu)選方案：

作為優(yōu)選，所述的待測水泥水化物、混合凈漿待測樣和待測凈漿待測樣分別做至少3次平行測定取平均值。

作為優(yōu)選，所述的將所述的第一試塊和第二試塊分別進(jìn)行壓蒸得到混合凈漿待測樣和待測凈漿待測樣包括如下步驟：第一試塊和第二試塊分別在水中沸煮3～5小時，然后在210℃～220℃溫度和/或1.8～2.2MPa壓力下壓蒸3～5小時；剔除試塊外側(cè)部分，并選取內(nèi)部新鮮的試塊進(jìn)行粉磨得到混合凈漿待測樣和待測凈漿待測樣。

作為優(yōu)選，步驟(2)中所述養(yǎng)護(hù)的時間為24小時～72小時。

作為優(yōu)選，所述的方鎂石基準(zhǔn)物質(zhì)有效組分為氧化鎂，細(xì)度為45μm～80μm。其制備方法如下：

(1)將鎂質(zhì)原材料置于900℃～1400℃的條件下灼燒30min～120min得到灼燒樣；

(2)將所述的灼燒樣在5min～30min內(nèi)冷卻至室溫；

(3)將冷卻后的灼燒樣粉磨至45μm～80μm，即制得方鎂石基準(zhǔn)物質(zhì)。

其中，鎂質(zhì)原材料為碳酸鎂、磷酸鎂、硫酸鎂、硅酸鎂、氫氧化鎂等一種或幾種的組合。鎂質(zhì)原材料純度為化學(xué)純或優(yōu)級純。

實(shí)施例1-3、高鎂水泥定量測定重要參數(shù)

本發(fā)明實(shí)施例1-3分別使用嘉華特種水泥股份有限公司生產(chǎn)的3種不同MgO質(zhì)量百分含量(依次為4.05％、4.88％、5.87％)的低熱硅酸鹽水泥進(jìn)行水化1年時水泥中方鎂石水化程度的定量測定。本發(fā)明實(shí)施例1-3高鎂水泥定量測定重要參數(shù)見表1。

表1高鎂水泥定量測定重要參數(shù)

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的水泥中方鎂石水化程度的測定方法可以避免水泥中固溶態(tài)氧化鎂的干擾，精確性高，便于更準(zhǔn)確地評價高鎂水泥水化到不同齡期時是否存在MgO的安定性問題。

這里要說明的是：本發(fā)明中的含量、百分含量、百分?jǐn)?shù)等在沒有特殊說明的情況下默認(rèn)為含量或質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。